平板式卫星及其设计方法、装置、设备及介质

本公开实施例涉及卫星设计，尤其涉及一种平板式卫星及其设计方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、随着航天技术的快速发展，平板式卫星因其批量化、标准化、模块化等优势逐渐成为低轨通信卫星的主流构型。这种构型不仅提高了生产效率，降低了制造成本，而且由于其形状特点，更适合于紧密堆叠，提升了发射效率。

2、然而，平板式卫星在布局设计上面临一系列挑战。首先，卫星内部空间紧凑，需要在有限的空间内合理安排各种设备和系统，确保功能不受影响。其次，平板式卫星的多舱结构在布局时需要考虑舱室之间的相互协调和影响，以保证整体布局的优化和有效性。此外，卫星任务需求的变化可能导致包络尺寸的动态调整，这进一步增加了布局设计的复杂性和对灵活性、适应性的要求。

3、现有的卫星布局优化设计方法主要针对传统形态的卫星，针对平板式卫星的设计方法的设计精度较差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开实施例期望提供一种平板式卫星及其设计方法、装置、设备及介质；能够解决现有技术中针对平板式卫星的设计方法的设计精度较差的问题。

2、本公开实施例的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本公开实施例提供了一种平板式卫星的设计方法，包括：

4、确定所述平板式卫星中的卫星舱和卫星设备的数学模型；

5、设置优化目标，并基于所述优化目标设计所述卫星设备在所述平板式卫星中的目标布局方案。

6、在一些示例中，所述基于所述优化目标确定所述卫星设备在所述平板式卫星中的布局方案包括：

7、获取设计所述平板式卫星的约束条件、每一个优化目标的目标函数以及多个优化目标之间的惩罚系数，并基于所述目标函数、所述约束条件以及所述惩罚系数确定聚合目标函数；

8、基于所述聚合目标函数确定所述卫星设备在所述平板式卫星中的布局方案。

9、在一些示例中，所述基于所述聚合目标函数确定所述卫星设备在所述平板式卫星中的布局方案，包括：

10、确定卫星设备的初始布局方案，并确定所述初始布局方案对应的第一目标函数值；

11、确定关于布局方案的求解空间，并通过迁移和交换操作在所述求解空间内确定候选布局方案集合，并确定候选布局方案集合中的各所述候选布局方案的第二目标函数值；

12、根据所述第一目标函数值和所述第二目标函数值确定所述卫星设备在所述平板式卫星中的目标布局方案。

13、在一些示例中，所述方法还包括：

14、应用差分进化算法的变异和交叉操作，更新所述候选布局方案集合。

15、在一些示例中，所述方法还包括：

16、建立关于布局方案的禁忌列表，其中，所述禁忌列表用于记录预设时间内确定的历史布局方案，以确定与所述历史布局方案不同的候选布局方案。

17、在一些示例中，所述方法还包括：

18、设置迁移和交换操作的最大次数，以及更新候选布局方案集合的极限次数；

19、在迁移和交换操作达到最大次数且更新次数达到极限次数，和/或目标函数值的改变小于预设阈值时，输出所述目标布局方案。

20、第二方面，本公开实施例提供了一种平板式卫星，包括卫星舱和卫星设备，所述卫星设备按照第一方面所述的设计方法得到的目标布局方案布置在所述卫星舱内。

21、第三方面，本公开实施例提供了平板式卫星的设计装置，包括：

22、确定模块，确定所述平板式卫星中的卫星舱和卫星设备的数学模型；

23、设计模块，设置优化目标，并基于所述优化目标设计所述卫星设备在所述平板式卫星中的目标布局方案。

24、第四方面，本公开实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器和存储器；所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以实现第一方面所述的平板式卫星的设计方法。

25、第五方面，本公开实施例提供了一种计算机存储介质，所述存储介质存储有至少一条指令，所述至少一条指令用于被处理器执行以实现如第一方面所述的平板式卫星的设计方法。

26、本公开实施例提供了平板式卫星及其设计方法、装置、设备及介质；通过建立精确的卫星舱和卫星设备的数学模型，并设置明确的优化目标，实现了对卫星设备布局的精确规划和优化。能够高效地解决卫星内部空间紧凑和多舱结构布局的复杂性问题，同时提高设计的自动化水平和准确性。通过优化目标的设定，该方法不仅能够减少设计过程中的迭代次数和人为误差，还能够适应卫星任务需求的变化，增强设计的灵活性和适应性，同时提升了对平板式卫星的设计精度。

技术特征：

1.一种平板式卫星的设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述优化目标确定所述卫星设备在所述平板式卫星中的布局方案包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述聚合目标函数确定所述卫星设备在所述平板式卫星中的布局方案，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.一种平板式卫星，其特征在于，包括，卫星舱和卫星设备，所述卫星设备按照权利要求1至6任一项所述的设计方法得到的目标布局方案布置在所述卫星舱内。

8.一种平板式卫星的设计装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器和存储器；所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以实现如权利要求1至6任一项所述的平板式卫星的设计方法。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有至少一条指令，所述至少一条指令用于被处理器执行以实现如权利要求1至6任一项所述的平板式卫星的设计方法。

技术总结
本公开涉及卫星设计技术领域，公开了平板式卫星及其设计方法、装置、设备及介质，用于解决现有技术中针对平板式卫星的设计方法的设计精度较差的问题，平板式卫星的设计方法可以包括：确定平板式卫星中的卫星舱和卫星设备的数学模型；设置优化目标，并基于优化目标设计卫星设备在平板式卫星中的目标布局方案。平板式卫星的设计方法提升了对平板式卫星的设计精度。

技术研发人员：张冀鹞,李化义,郭金生,李冬柏,何文韬,曹芊,谷文博,吴和煦,康皓博
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/10/31